環(huán)保阻燃板的開發(fā)

摘要為了改善人造板的阻燃性能及降低人造板游離甲醛釋放量,在引進國外先進技術基礎上，歷經(jīng)兩年的消化、吸收、 創(chuàng)新工作，開發(fā)出一種集環(huán)保、阻燃、抑煙、膠粘于一體的環(huán)保型阻燃膠。實驗室及福州人造板廠生產(chǎn)性試驗結(jié)果表明， 這種膠粘劑符合中密度纖維板生產(chǎn)的要求,可生產(chǎn)出低游離甲醛釋放的阻燃中密度纖維板。初步的成本分析表明，與常 用阻燃劑相比,這種阻燃膠在價格上極具優(yōu)勢。

1我國人造板游離甲醛釋放量嚴重超標問題的嚴重 性及強制性治理標準的出臺

我國政府和主管部門對上述問題給予了阻燃足夠的重 視和密切關注。我國媒體和居民對此也有越來越多的 報道和投訴。最近溫家寶副總理又指示國家質(zhì)量監(jiān)督 檢疫總局制定強制性國家標準，其中《室內(nèi)裝飾裝修材據(jù)檢測,使用我國現(xiàn)有非環(huán)保型建材裝飾裝修的 居室，多項超標，其中居室內(nèi)游離甲醛濃度普遍達 0.240.35mg/m3,其來源主要是使用脲膠的各類人 造板。

2環(huán)保型阻燃膠的特點

為徹底解決我國人造板游離甲醛釋放量嚴重超標 問題,盡可能找到一條治本的辦法，國家林業(yè)局和科技 司多次指示要采取有效技術加緊徹底解決這個問題。

順應這種緊迫的形勢，我們在引進國外無毒阻燃膠先 進技術的基礎上,經(jīng)過了一年的努力，通過消化一吸收 一創(chuàng)新的一系列研究與開發(fā)，使之從實驗室的小試成 果轉(zhuǎn)化成應用于我國MDF行業(yè)的環(huán)保型阻燃膠。這 是一種無色無嗅無毒的低粘度水基膠粘劑，具有良好 的阻燃性和抑煙性。集膠粘性、環(huán)保性、阻燃性和低成 環(huán)保阻燃膠的開發(fā)——李光沛陸懋圣蔡靜蕊王旭任

本四大優(yōu)勢于一體。目前,北京林業(yè)大學正在大力促 進和實施環(huán)保阻燃膠的產(chǎn)業(yè)化進程。

環(huán)保型阻燃膠具有以下幾方面的特點：

(1)屬環(huán)保型產(chǎn)品。因構(gòu)成該產(chǎn)品的各組分均屬 無毒性化工原料,反應過程中釋放物及反應生成物無 毒,屬于無毒環(huán)保型阻燃膠。

(2)阻燃性好。據(jù)對用它處理過的易燃物進行檢 測,表明其阻燃性優(yōu)于市場上大多數(shù)種類的阻燃劑,譬 如聚磷酸系、有機磷酸系、溴系等。由于該阻燃膠分子 聚合度高、分散性好,與纖維能形成較牢固的結(jié)合,，

(3)抑煙性好。一般阻燃劑處理過的物品，在明 火熄滅后還會持續(xù)冒煙，煙氣中含有來自阻燃劑及物 品中的多種有毒氣體，往往造成火災現(xiàn)場多數(shù)遇難者 窒息死亡。本產(chǎn)品抑煙性良好,用它處理過的材料,經(jīng) 檢測其煙密度等級SDR僅為24,遠遠低于國標GB/ T8627中規(guī)定的低于75的指標。

(4)該阻燃膠與一般膠粘劑親和性好,無排異性， 能相輔相成。不同于一般阻燃劑與膠粘劑混用時明顯 降低膠合強度的情況。單純使用阻燃膠可制出環(huán)保阻 燃中密度纖維板,用它與低毒脲膠按一定比例搭配使 用會取得更好的技術經(jīng)濟效果。

(5)該阻燃膠無色透明、無異味,可依用途不同調(diào) 節(jié)成弱酸性、中性和弱堿性而仍保持原有功效，可制得 液劑型（固含量50%55%)和粉劑型產(chǎn)品。

(6)制造成本低。It固含量50% ~55%的阻燃 膠制造成本：化工原料為1 300元，制造成本為800 元,合計2 100元/t。

(7)通過改造后的脲膠反應釜即可制取阻燃膠， 不必另添設備。MDF生產(chǎn)設備不須改造,工藝參數(shù)無 強張建 ? 25 ?

大調(diào)整。

(8)該阻燃膠在熱壓過程中，會產(chǎn)生出有捕捉與 之共用脲膠釋放出游離甲醛功能的反應副產(chǎn)物，省去 熏氨工藝，降低生產(chǎn)成本。

該阻燃膠由6種無毒成分組成，主要組分是尿素 和磷酸，占原料重量的99.9%，另外由4種成分配置 成關鍵成分——催化劑，占原料重量的0.1%。催化 劑的功能在于促進化學反應而又能控制反應的進程， 使反應物性能達到我們的預期目標。沒有催化劑的這 種特殊功效，反應是無法進行的，也得不到環(huán)保型阻燃 膠C

3對環(huán)保型阻燃膠的創(chuàng)新研究

我們引進的是經(jīng)俄國專家13年研究的成果，俄國 把這種阻燃膠應用于航天材料。在人造板上的應用僅 完成壓制硬質(zhì)纖維板的實驗室階段的工作。

在環(huán)保型阻燃膠實驗站，我們對俄方技術文件做 了重大創(chuàng)新研究，主要是：

(1)制膠工藝規(guī)程的改進，包括催化劑施加時間， 冷卻與升溫節(jié)拍，稀釋水施加時間等，防止了在制膠過 程中產(chǎn)生凝膠、沉淀問題，還簡化了制膠工藝，按引進 技術制備的阻燃膠貯存期僅1個月，采用改進后的工 藝制備的阻燃膠可貯存9個月而無沉淀析出。

(2)改變了俄方提出的熱壓參數(shù)，建立了接近我 國MDF企業(yè)現(xiàn)行熱壓工藝條件的熱壓曲線，制得合 格的MDF板。板面顏色淺，密度為0.60.8g/cm3， 無水潰、焦斑。熱壓溫度為170180t：，熱壓時間為 30~40s/mm 板厚。

上述創(chuàng)新研究為環(huán)保型阻燃膠在我國MDF企業(yè) 的應用創(chuàng)造了前提條件。

4環(huán)保型阻燃膠在我國MDF生產(chǎn)中的應用試驗

2001年34月我們在福州人造板廠，與廠方科 研人員緊密合作，用我們自制的阻燃膠，在福州人造板 廠進行了壓制MDF的首次嘗試。

4.1小試準備

實驗方案為單獨使用環(huán)保型阻燃膠制板和用阻燃 膠與該廠現(xiàn)用的脲膠搭配使用制板。在選用熱壓工藝 參數(shù)時盡量結(jié)合工廠現(xiàn)行工藝參數(shù)，使企業(yè)便于接受 阻燃膠。

實驗采用的施膠量為：單獨使用阻燃膠15%;搭 配使用：阻燃膠10 %，脲膠5 % ；

實驗采用的熱壓工藝參數(shù)為?.熱壓溫度170t：，單 位壓力 1.2~2.5MPa。

實驗結(jié)果表明，單獨使用阻燃膠制得的MDF阻 燃性可達B1級(難燃），游離甲醛釋放量1 -4mg/100g 板(這部分游離甲醛不是來自阻燃膠，而是來自木材原 料）。內(nèi)結(jié)合強度可達0.661.2MPa，大大超過我國 用國標規(guī)定的0.5MPa指標，靜曲強度可達30MPa以 上。阻燃膠與脲膠混用，搭配比例應從阻燃、環(huán)保、力 學性能幾方面綜合考慮。阻燃膠在熱壓時產(chǎn)生一些氨 氣，這對與脲膠混用時降低游離甲醛釋放十分有利。 福州人造板廠目前有一套熏氨設備用來處理MDF以 降低游離甲醛釋放量。使用阻燃膠后可省去熏氨工 藝，降低生產(chǎn)成本。

4.2生產(chǎn)性試驗

在小試基礎上，進行了生產(chǎn)性試驗.

(1)制膠生產(chǎn)性試驗制膠生產(chǎn)試驗利用原制膠 反應釜進行。因制膠反應釜技術性能不適應制備阻燃 膠且原工藝投放催化劑時機不當，造成短時間內(nèi)劇烈 放熱，又無法及時降溫，因而反應失控反應物大量噴 泄。經(jīng)我們對俄方提供的技術文件進行了認真的改進 后，有效防止了前述問題，批量生產(chǎn)阻燃膠5.6t,-,因 設備性能所限試驗生產(chǎn)的阻燃膠質(zhì)量與實驗室制出的 阻燃膠相比還有些不足c

根據(jù)生產(chǎn)性試驗的經(jīng)驗，我們認為要利用原有反 應釜生產(chǎn)阻燃膠，必須對設備進行改進，包括增設:① 快速有效的水冷卻系統(tǒng);②快速卸料閥（加催化劑用）； ③排氨系統(tǒng);④通向反應釜內(nèi)的加水管(單向閥）；⑤方 便安全的取樣裝置，測pH值等。

(2)制板生產(chǎn)試驗利用制好的阻燃膠在一分廠 MDF車間進行了制板壓制試驗。按阻燃膠與脲膠以 12% : 3%混用方案壓制4' x 16'幅面MDF，熱壓工藝 條件是：熱壓溫度165170t：，單位壓力1.2 ~ 2.5MPa，熱壓時間30s/mm板厚。未出現(xiàn)散坯和粘板 現(xiàn)象。蘇州阻燃PC廠家

4.3產(chǎn)品性能

對生產(chǎn)試驗所得的板樣進行檢測，得到如下結(jié)果： ①環(huán)保性:游離甲醛釋放量4. 5mg/100g板，優(yōu)于 歐洲E1級中纖板（<9mg/100g板）的指標;②阻燃性 (B1級）：a.氧指數(shù)可達到50(國標規(guī)定>48);b.燃燒 性能合格，且未見滴落物；c.煙密度24(國標規(guī)定< 75);d.煙氣溫度峰值212t：(國標規(guī)定<200t、）。③ 中纖板物理力學性能:a.密度0.7g/cm3(屬于70型中 纖板）；b.含水率8%;c.吸水厚度膨脹率(因試驗未加 防水劑，故未測此項指標）;d.靜曲強度合格，達80型一 級板指標指數(shù);e.內(nèi)膠合強度部分合格，尚不穩(wěn)定。